專利名稱：對AB₃型儲氫合金進(jìn)行表面鍍銅改性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金化學(xué)以及電化學(xué)研究領(lǐng)域，對AB3型儲氫合金La0.35Pr0.30Mg0.30Ni2.90Al0.30進(jìn)行表面鍍銅改性，以應(yīng)用于動力型Ni/MH電池負(fù)極材料。
背景技術(shù)：
儲氫合金作為Ni/MH 二次電池的負(fù)極材料，以能量密度高、高倍率充放電性能好、耐過充放電能力強(qiáng)、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)以及對環(huán)境無污染、成本低等優(yōu)點，受到了研究者的普遍關(guān)注；目前商品化AB5型合金電極的放電容量為30(T320 mAh/g，接近理論容量348 mAh/g，不能滿足動力型Ni/MH電池高能量密度的要求。研究發(fā)現(xiàn)，新型AB3型La-Mg-Ni合金的儲氫容量高于AB5型稀土系儲氫合金，達(dá)到36(T410 mAh/g，且對環(huán)境友好，被認(rèn)為是最具潛力的儲氫合金材料，因而成為人們的研究熱點，但AB3型合金成分極易受強(qiáng)堿性電解液的腐蝕和氧化，同時在連續(xù)的充放電過程中，合金成分發(fā)生較大的體積膨脹而粉化，導(dǎo)致合金的循環(huán)壽命急劇下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對AB3型儲氫合金Laa35Pra3ciMga3ciNi2^ciAla3tl進(jìn)行表面鍍銅改性的方法，以改善電極的循環(huán)穩(wěn)定性和動力學(xué)性質(zhì)。具體步驟為:
(I)按照目標(biāo)產(chǎn)物摩爾配比稱取純度為99%以上的金屬原料，在氬氣保護(hù)下通過真空感應(yīng)熔煉制備出AB3型合金Laa 35Pr0.30Mg0.35Ni2.90A10.30,將所制得的合金機(jī)械粉碎后，在行星式球磨機(jī)上以225 250轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨3(Γ60分鐘，然后篩分出200 300目的合金粉末用于后續(xù)表面鍍銅處理。(2)稱取0.75克CuSO4.5Η20溶解于去離子水，再加入30 40毫升0.1摩爾/升的乙二胺四乙酸(EDTA)絡(luò)合劑，室溫攪拌2分鐘即制得鍍液。(3)稱取1.0克步驟(I)制得的合金粉末加入到0.4^0.5毫升質(zhì)量百分比濃度為18.5%的甲醛水溶液中，攪拌均勻后滴加步驟(2)制得的鍍液，磁力攪拌3(Γ60分鐘，過濾，用去離子水洗滌合金粉末，再80°C真空干燥24小時，即制得表面鍍銅改性的AB3型儲氫合金。本發(fā)明通過化學(xué)還原法在合金表面包覆金屬單質(zhì)，提高了電極的比容量、循環(huán)穩(wěn)定性以及動力學(xué)性能，使其更好應(yīng)用于Ni/MH 二次電池中。本發(fā)明對于實現(xiàn)高性能鎳氫動力電池的研究和開發(fā)具有重要的理論意義和實際價值，并將提升我國在儲氫材料方面的競爭力。
具體實施例方式
實施例:
(I)按照目標(biāo)產(chǎn)物摩爾配比稱取純度為99.9%的金屬原料，在氬氣保護(hù)下通過真空感應(yīng)熔煉制備出AB3型合金Laa 35Pr0.30Mg0.35Ni2.90A10.30,將所制得的合金機(jī)械粉碎后，在行星式球磨機(jī)上以225轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨30分鐘，然后篩分出300目的合金粉末用于后續(xù)表面鍍銅處理。(2)稱取0.75克CuSO4.5H20溶解于去離子水，再加入30毫升0.1摩爾/升的乙二胺四乙酸(EDTA)絡(luò)合劑，室溫攪拌2分鐘即制得鍍液。(3)稱取1.0克步驟(I)制得的合金粉末加入到0.45毫升質(zhì)量百分比濃度為18.5%的甲醛水溶液中，攪拌均勻后滴加步驟⑵制得的鍍液，磁力攪拌30分鐘，過濾，用去離子水洗滌合金粉末，再80°C真空干燥24小時，即制得表面鍍銅改性的AB3型儲氫合金。將表面鍍銅改性后的AB3型儲氫合金制得電極，測定電極的放電容量、循環(huán)穩(wěn)定性和動力學(xué)性能，結(jié)果如下:
①改性處理后，電極最大放電容量從303 mAh/g增加到328 mAh/g，30次循環(huán)后的容量保持率從44 %提高到67% ;鍍銅處理后合金表面增加了一層具有催化保護(hù)作用的銅層，鍍銅層改善了儲氫合金電極的導(dǎo)熱性、抗氧化性、抗粉化性、耐腐蝕性，延長了材料的使用壽命，極大地提高了儲氫合金的電催化活性，改性后合金電極表現(xiàn)出了很好的活化性能，以及良好的循環(huán)穩(wěn)定性。②經(jīng)過表面鍍銅后，極限電流密度由619 mA/g提高到1027 mA/g，合金電極的循環(huán)伏安曲線陽極氧化峰電流和峰面積均有提高，說明經(jīng)鍍銅改性后具有良好的表面催化性能與較大的電容量；這是由于合金表面的鍍層一定程度上延緩了合金與電解液之間的氧化與腐蝕反應(yīng)，這能夠降低H原子在合金中的擴(kuò)散速率，合金電極的反應(yīng)活性、吸/放氫動力學(xué)性能均得到有效改善。
權(quán)利要求
1.一種對AB3型儲氫合金進(jìn)行表面鍍銅改性的方法，其特征在于具體步驟為: (1)按照目標(biāo)產(chǎn)物摩爾配比稱取純度為99%以上的金屬原料，在氬氣保護(hù)下通過真空感應(yīng)熔煉制備出AB3型合金Laa 35Pr0.30Mg0.35Ni2.90A10.30,將所制得的合金機(jī)械粉碎后，在行星式球磨機(jī)上以225 250轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨3(Γ60分鐘，然后篩分出200 300目的合金粉末用于后續(xù)表面鍍銅處理； (2)稱取0.75克CuSO4.5Η20溶解于去離子水，再加入30 40毫升0.1摩爾/升的乙二胺四乙酸絡(luò)合劑，室溫攪拌2分鐘即制得鍍液； (3)稱取1.0克步驟(I)制得的合金粉末加入到0.Γ0.5毫升質(zhì)量百分比濃度為18.5%的甲醛水溶液中，攪拌均勻后滴加步驟(2)制得的鍍液，磁力攪拌3(Γ60分鐘，過濾，用去離子水洗滌合金粉末， 再80°C真空干燥24小時，即制得表面鍍銅改性的AB3型儲氫合金。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對AB3型儲氫合金進(jìn)行表面鍍銅改性的方法。在氬氣保護(hù)下，通過真空感應(yīng)熔煉金屬原料制備出AB3型合金，合金經(jīng)機(jī)械粉碎、球磨，然后篩分出200~300目的合金粉末；稱取0.75克CuSO4·5H2O溶解于去離子水，滴加30~40毫升EDTA絡(luò)合劑，室溫攪拌2分鐘作為鍍液；1克合金粉末中加入0.4~0.5毫升質(zhì)量百分比濃度為18.5%的甲醛水溶液，攪拌均勻后慢慢滴加上述鍍液，磁力攪拌30分鐘，過濾，用去離子水洗滌合金粉，80℃真空干燥24小時，即制得表面鍍銅改性的AB3型儲氫合金。本發(fā)明提高了電極的比容量、循環(huán)穩(wěn)定性以及動力學(xué)性能，使其更好應(yīng)用于Ni/MH二次電池中。
文檔編號B22F1/02GK103203452SQ20131010435
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者黃紅霞, 李國輝 申請人:桂林理工大學(xué)